居里常数

居里常数

居里常数(Curie constant)是一个和材料有关的参数,和物质磁化率随温度的变化有关。

    • 中文名:居里常数
    • 外文名:Curie constant
    • 领域:材料
    • 性质:参数

简介

居里常数(Curie constant)是一个和材料有关的参数,和物质磁化率随温度的变化有关。

以国际单位制表示的居里常数如下式所示

其中N为单位体积内的磁性原子(或分子)数;g为朗德g因子;

(9.27400915e-24 J/T或A·m)为玻尔磁子;J为角动量量子数;

为波兹曼常数;对有有磁矩

的双能阶系统,公式可以简化为下式

此常数出现在居里定律中,该定律提到若磁场不变,物体的磁化率大约和温度成反比。

居里定律是由皮埃尔·居里所推导。

因为磁化率

、磁化强度

及外加磁场

之间的关係:

因此针对非相互作用磁矩的顺磁性系统,磁化强度和其温度T成反比。

顺磁性

顺磁性(Paramagnetism)指的是一种材料的磁性状态。有些材料可以受到外部磁场的影响,产生跟外部磁场同样方向的磁化矢量的特性。这样的物质具有正的磁化率。与顺磁性相反的现象被称为抗磁性。

顺磁性物质可以被看作是由许多微小的磁棒组成的,这些磁棒可以旋转,但是无法移动。这样的物质受到外部磁场的影响后其磁棒主要顺磁力线方向排列,但是这些磁棒互相之间不影响。热振动不断地使得磁棒的方向重新排列,因此磁棒指向不排列比排列的可能性高。因此磁力线的强度越强顺磁性物质内磁棒的排列性就越强。

以上模型当然只是一个简化的模型。实际上顺磁性物质内部并没有小磁棒,而是微观的磁矩。在顺磁性物质中这些磁矩互相之间不影影响。然而与铁磁性不同的是在顺磁性物质中外部磁场消失后物质内的磁场立刻就由于热运动消失了。磁化矢量M与磁场强度H成正比

物质的磁化率

越高,它就越容易被磁化。因此磁化率是衡量顺磁性的强度的量。由于磁化率和相对磁导率之间有以下简单关係

磁导率往往也被看作是衡量顺磁性的量。

假如磁矩之间有耦合的话,物质内就会产生磁性有序状态,在这种情况下磁化率会非常複杂,因此这这样的物质不再是顺磁性的。总的来说这样的物质的磁性有序状态在一个阈温度以上会被破坏,由于物质中依然有磁矩,因此在这个温度以上这这样的物质呈顺磁性。

铁磁性物质均拥有极大的磁化率,但是大的磁化率不一定就说明一个物质是铁磁性的。

参见

  • 磁化曲线

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